Te基异质纳米线及其阵列用于多态纳米非易失性相变存储器的研究

纳米非易失性相变存储器（NRAM）已经被业界认为最有希望成为下一代主流存储器，研究和发展具有多态存储功能的Te基异质纳米线及其阵列存储器将为信息存储和纳米器件的飞速发展奠定基础。本项目旨在发展普适的Te基相变化合物异质纳米线（纳米线异质结、核壳纳米线和超晶格纳米线等）及其阵列的合成方法，系统地研究样品的形貌、尺寸、组成等与工艺条件的依赖关系，分析其反应中间产物，阐明其生长机理；详细研究样品的尺寸、组成等对异质纳米线单元器件和纳米线阵列多元器件的阀值电压、读写速度、存取次数的影响；结合变温XRD、原位电子显微分析和理论计算，分析异质纳米线在读、写过程中组成及晶相的具体变化信息，研究其在非晶态―中间态―晶态过程中微结构的变化规律，进而理解其多态存储机理，在纳米尺度上揭示材料的微观结构、组成等与宏观多态存储性能的关系和规律，为探索新型多态存储材料及NRAM 器件的研制提供实验与理论依据。

Te 基异质纳米线及其阵列因其同时具有多态存储和一维纳米结构相变材料的优势，而倍受国内外研究者的关注。当前，硫系化合物纳米结构的可控合成被认为是信息存储、光催化、纳米化学等研究领域的前沿。在国家自然科学基金的资助下，申请人发展了AgTe和AgPbTe相变纳米线的液相合成方法，并发展了电化学沉积方法成功地制备出了InSb、SbTe和InSbTe等相变化合物异质纳米线和纳米线/管及阵列，也创新发展了两种材料化学转化法——离子交换和组分剥离，实现了无机纳米材料的组成可调、宏观形貌可预测，获得了高光催化活性和高稳定性的硫系化合物纳米结构；建立了贵金属及其合金的多孔网络结构的普适合成方法，获得了稳定性和电催化活性较理想的贵金属及其合金催化剂。系统地研究这些纳米材料的形状、尺寸、组成等与实验参数的依赖关系，采用电子显微技术、X射线衍射等技术分析其反应中间产物，深入研究其生长机理。部分阶段性工作已录用或正式发表在Chem. Soc. Rev. (1篇)、Angew. Chem. Int. Ed.（4篇）、Chem. Sci.（1篇）等，其中1篇论文被选为Chem. Commun.的封底、1篇论文被选为Chem. Asian J.的卷首页、1篇论文被选为J. Mater. Chem.的外封面、1篇论文被选为Angew. Chem. Int. Ed.的外封面，2篇Angew. Chem. Int. Ed.论文均被评为Hot Papers。取得专利授权5项。培养硕士毕业生5人，在读研究生15人；参加国际学术会议3人次，国内学术会议19人次；申请人荣获中国化学会青年化学奖，入选教育部新世纪人才计划。担任Nature Commun.、Angew. Chem. Int. Ed.等杂志的审稿人。申请人已收到Chemical Society Reviews，Catalysis Science & Technology等多个SCI期刊的约稿。自2013.6受邀担任Advances in Materials Science and Engineering和Journal of Nanomaterials 两个SCI期刊的编委（负责部分稿件的送审与裁决）。同胡文平研究员一起组织了2013年光电、生物及能源材料化学前沿论坛暨第一届化学与材料北洋科学高端论坛（主席：张兵 胡文平）。